2025年九年级中考数学二轮复习专题二次函数中菱形存在性问题训练
1.如图,抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(3,0),B(﹣1,0)两点,交y轴于点C,动点P在抛物线的对称轴上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当以P,B,C为顶点的三角形周长最小时,求点P的坐标及△PBC的周长;
(3)若点Q是平面直角坐标系内的任意一点,是否存在点Q,使得以A,C,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
2.如图,一次函数yx图象与坐标轴交于点A、B,二次函数yx2+bx+c图象过A、B两点.
(1)求二次函数解析式;
(2)点B关于抛物线对称轴的对称点为点C,点P是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,使得以B、C、P、Q为顶点的四边形是菱形?若存在,求出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
3.综合与探究
如图,抛物线yx2+2x﹣6与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,连接AC,BC.
(1)求A、B,C三点的坐标并直接写出直线AC,BC的函数表达式.
(2)点P是直线AC下方抛物线上的一个动点,过点P作BC的平行线l,交线段AC于点D.
①试探究:在直线l上是否存在点E,使得以点D,C,B,E为顶点的四边形为菱形,若存在,求出点E的坐标,若不存在,请说明理由;
②设抛物线的对称轴与直线l交于点M,与直线AC交于点N.当S△DMN=S△AOC时,请直接写出DM的长.
4.如图,在直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴相交于点A(﹣1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求b、c的值;
(2)点P(m,n)为抛物线上的动点,过P作x轴的垂线交直线l:y=x于点Q.
①当0<m<3时,求当P点到直线l:y=x的距离最大时m的值;
②是否存在m,使得以点O、C、P、Q为顶点的四边形是菱形,若不存在,请说明理由;若存在,请求出m的值.
5.如图,已知直线yx+4与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=ax2+bx+c经过A,C两点,且与x轴的另一个交点为B,对称轴为直线x=﹣1.
(1)求抛物线的表达式;
(2)D是第二象限内抛物线上的动点,设点D的横坐标为m,求四边形ABCD面积S的最大值及此时D点的坐标;
(3)若点P在抛物线对称轴上,是否存在点P,Q,使以点A,C,P,Q为顶点的四边形是以AC为对角线的菱形?若存在,请求出P,Q两点的坐标;若不存在,请说明理由.
6.如图,二次函数y=x2+bx+c的图象交x轴于点A、B,交y轴于点C,点B的坐标为(1,0),对称轴是直线x=﹣1,点P是x轴上一动点,PM⊥x轴,交直线AC于点M,交抛物线于点N.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)若点P在线段AO上运动(点P与点A、点O不重合),求四边形ABCN面积的最大值,并求出此时点P的坐标;
(3)若点P在x轴上运动,则在y轴上是否存在点Q,使以M、N、C、Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
7.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+2过点(1,3),且交x轴于点A(﹣1,0),B两点,交y轴于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是直线BC上方抛物线上的一动点,过点P作PD⊥BC于点D,过点P作y轴的平行线交直线BC于点E,求△PDE周长的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)中△PDE周长取得最大值的条件下,将该抛物线沿射线CB方向平移个单位长度,点M为平移后的抛物线的对称轴上一点.在平面内确定一点N,使得以点A,P,M,N为顶点的四边形是菱形,写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
8.在平面直角坐标系中,已知抛物线y=x2+bx+c过点A(0,2),对称轴是直线x=2.
(1)求此抛物线的函数表达式及顶点M的坐标;
(2)若点B在抛物线上,过点B作x轴的平行线交抛物线于点C,当△BCM是等边三角形时,求出此三角形的边长;
(3)已知点E在抛物线的对称轴上,点D的坐标为(1,﹣1),是否存在点F,使以点A,D,E,F为顶点的四边形为菱形?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
9.在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图甲,在y轴上找一点D,使△ACD为等腰三角形,请直接写出点D的坐标;
(3)如图乙,点P为抛物线对称轴上一点,是否存在P、Q两点使以点A,C,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,求出P、Q两点的坐标,若不存在,请说明理由.
10.如图,抛物线yx2+bx+c交x轴于点A(﹣1,0)和B,交y轴于点C(0,3),顶点为D.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若点E在第一象限内对称轴右侧的抛物线上,四边形ODEB的面积为7,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,若点F是对称轴上一点,点H是坐标平面内一点,在对称轴右侧的抛物线上是否存在点G,使以点E,F,G,H为顶点的四边形是菱形,且∠EFG=60°,如果存在,请直接写出点G的坐标;如果不存在,请说明理由.
11.如图1,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于A和B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,连接AC,直线y=kx+b经过点B、C.
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)点P是位于直线BC上方抛物线上的一个动点,过点P作PE⊥BC于点E,连接OE.求△BOE面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,将抛物线沿着射线CA方向平移2个单位得到新抛物线y′,y′与原抛物线相交于点M,点Q是新抛物线y′对称轴上的一个动点,点N为平面内一点,若以P、Q、M、N为顶点的四边形是以MQ为边的菱形,直接写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
12.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C(0,3),点A在原点的左侧,点B的坐标为(3,0),点P是抛物线上一个动点,且在直线BC的上方.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)当点P运动到什么位置时,△BPC的面积最大?请求出点P的坐标和△BPC面积的最大值.
(3)连接PO,PC,并把△POC沿CO翻折,得到四边形POP'C,那么是否存在点P,使四边形POP'C为菱形?若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
13.如图,一次函数的图象与坐标轴交于点A,B,二次函数的图象过A,B两点.
(1)求点A,B的坐标;
(2)求二次函数的解析式;
(3)点B关于抛物线对称轴的对称点为点C,点P是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,使得以B,C,P,Q为顶点且以BC为一边的四边形是菱形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
14.综合与探究:
如图,已知抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C.直线BC与抛物线的对称轴交于点E.将直线BC沿射线CO方向向下平移n个单位,平移后的直线与直线AC交于点F,与抛物线的对称轴交于点D.
(1)求出点A,B,C的坐标,并直接写出直线AC,BC的解析式;
(2)当△CDB是以BC为斜边的直角三角形时,求出n的值;
(3)直线BC上是否存在一点P,使以点D,E,F,P为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
15.如图,抛物线yx2+bx+c的图象经过点C(0,2),交x轴于点A(﹣1,0)和B,连接BC,直线y=kx+1与y轴交于点D,与BC上方的抛物线交于点E,与BC交于点F.
(1)求抛物线的表达式及点B的坐标;
(2)求的最大值及此时点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,若点M为直线DE上一点,点N为平面直角坐标系内一点,是否存在这样的点M和点N,使得以点B、D、M、N为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
16.如图,二次函数y=x2+bx+c的图象交x轴于点A(﹣3,0),B(1,0),交y轴于点 C.点P(m,0)是x轴上的一动点,PM⊥x轴,交直线AC于点M,交抛物线于点N.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)①若点P仅在线段AO上运动,如图,求线段MN的最大值;
②若点P在x轴上运动,则在y轴上是否存在点Q,使以M,N,C,Q为顶点的四边形为菱形.若存在,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
参考答案
1.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(3,0),B(﹣1,0)两点,
∴,
解得:,
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)在y=﹣x2+2x+3中,令x=0,得y=3,
∴C(0,3),
∵△PBC的周长为:PB+PC+BC,BC是定值,
∴当PB+PC最小时,△PBC的周长最小.
如图1,点A、B关于对称轴l对称,连接AC交l于点P,则点P为所求的点.
∵AP=BP,
∴△PBC周长的最小值是AC+BC,
∵A(3,0),B(﹣1,0),C(0,3),
∴AC=3,BC.
∴△PBC周长的最小值是:3.
抛物线对称轴为直线x1,
设直线AC的解析式为y=kx+c,将A(3,0),C(0,3)代入,得:
,
解得:,
∴直线AC的解析式为y=﹣x+3,
∴P(1,2);
(3)存在.
设P(1,t),Q(m,n)
∵A(3,0),C(0,3),
则AC2=32+32=18,
AP2=(1﹣3)2+t2=t2+4,
PC2=12+(t﹣3)2=t2﹣6t+10,
∵四边形ACPQ是菱形,
∴分三种情况:以AP为对角线或以AC为对角线或以CP为对角线,
①当以AP为对角线时,则CP=CA,如图2,
∴t2﹣6t+10=18,
解得:t=3±,
∴P1(1,3),P2(1,3),
∵四边形ACPQ是菱形,
∴AP与CQ互相垂直平分,即AP与CQ的中点重合,
当P1(1,3)时,
∴,,
解得:m=4,n,
∴Q1(4,),
当P2(1,3)时,
∴,,
解得:m=4,n,
∴Q2(4,),
②以AC为对角线时,则PC=AP,如图3,
∴t2﹣6t+10=t2+4,
解得:t=1,
∴P3(1,1),
∵四边形APCQ是菱形,
∴AC与PQ互相垂直平分,即AC与PQ中点重合,
∴,,
解得:m=2,n=2,
∴Q3(2,2),
③当以CP为对角线时,则AP=AC,如图4,
∴t2+4=18,
解得:t=±,
∴P4(1,),P5(1,),
∵四边形ACQP是菱形,
∴AQ与CP互相垂直平分,即AQ与CP的中点重合,
∴,,
解得:m=﹣2,n=3,
∴Q4(﹣2,3),Q5(﹣2,3),
综上所述,符合条件的点Q的坐标为:Q1(4,),Q2(4,),Q3(2,2),Q4(﹣2,3),Q5(﹣2,3).
2.【解答】解:(1)在yx中,令x=0得y,令y=0得x=3,
∴A(3,0),B(0,),
∵二次函数yx2+bx+c图象过A、B两点,
∴,解得,
∴二次函数解析式为yx2x;
(2)存在,理由如下:
由二次函数yx2x可得其对称轴为直线x1,
设P(1,m),Q(n,n2n),而B(0,),
∵C与B关于直线x=1对称,
∴C(2,),
①当BC、PQ为对角线时,如图:
此时BC的中点即是PQ的中点,即,
解得,
∴当P(1,),Q(1,)时,四边形BQCP是平行四边形,
由P(1,),B(0,),C(2,)可得PB2PC2,
∴PB=PC,
∴四边形BQCP是菱形,
∴此时Q(1,);
②BP、CQ为对角线时,如图:
同理BP、CQ中点重合,可得,
解得,
∴当P(1,0),Q(﹣1,0)时,四边形BCPQ是平行四边形,
由P(1,0),B(0,),C(2,)可得BC2=4=PC2,
∴四边形BCPQ是菱形,
∴此时Q(﹣1,0);
③以BQ、CP为对角线,如图:
BQ、CP中点重合,可得,
解得,
∴P(1,0),Q(3,0)时,四边形BCQP是平行四边形,
由P(1,0),B(0,),C(2,)可得BC2=4=PC2,
∴四边形BCQP是菱形,
∴此时Q(3,0);
综上所述,Q的坐标为:(1,)或(﹣1,0)或(3,0).
3.【解答】解:(1)当y=0时,x2+2x﹣6=0,
解得x1=﹣6,x2=2,
∴A(﹣6,0),B(2,0),
当x=0时,y=﹣6,
∴C(0,﹣6),
∵A(﹣6,0),C(0,﹣6),
∴直线AC的函数表达式为y=﹣x﹣6,
∵B(2,0),C(0,﹣6),
∴直线BC的函数表达式为y=3x﹣6;
(2)①存在:设点D的坐标为(m,﹣m﹣6),其中﹣6<m<0,
∵B(2,0),C(0,﹣6),
∴BD2=(m﹣2)2+(m+6)2,BC2=22+62=40,DC2=m2+(﹣m﹣6+6)2=2m2,
∵DE∥BC,
∴当DE=BC时,以点D,C,B,E为顶点的四边形为平行四边形,
分两种情况:
如图,当BD=BC时,四边形BDEC为菱形,
∴BD2=BC2,
∴(m﹣2)2+(m+6)2=40,
解得:m1=﹣4,m2=0(舍去),
∴点D的坐标为(﹣4,﹣2),
∵点D向左移动2个单位长度,向下移动6个单位长度得到点E,
∴点E的坐标为(﹣6,﹣8);
如图,当CD=CB时,四边形CBED为菱形,
∴CD2=CB2,
∴2m2=40,
解得:m1=﹣2,m2=2(舍去),
∴点D的坐标为(﹣2,26),
∵点D向右移动2个单位长度,向上移动6个单位长度得到点E,
∴点E的坐标为(2﹣2,2);
综上,存在点E,使得以点D,C,B,E为顶点的四边形为菱形,点E的坐标为(﹣6,﹣8)或(2﹣2,2);
②设点D的坐标为(m,﹣m﹣6),其中﹣6<m<0,
∵A(﹣6,0),B(2,0),
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣2,
∵直线BC的函数表达式为y=3x﹣6,直线l∥BC,
∴设直线l的解析式为y=3x+b,
∵点D的坐标(m,﹣m﹣6),
∴b=﹣4m﹣6,
∴M(﹣2,﹣4m﹣12),
∵抛物线的对称轴与直线AC交于点N.
∴N(﹣2,﹣4),
∴MN=﹣4m﹣12+4=﹣4m﹣8,
∵S△DMN=S△AOC,
∴(﹣4m﹣8)(﹣2﹣m)6×6,
整理得:m2+4m﹣5=0,
解得:m1=﹣5,m2=1(舍去),
∴点D的坐标为(﹣5,﹣1),
∴点M的坐标为(﹣2,8),
∴DM3,
答:DM的长为3.
4.【解答】解:(1)由二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴相交于点A(﹣1,0)和点B(3,0),得:
,
解得:,
∴y=x2﹣2x﹣3,
∴b=﹣2,c=﹣3.
(2)①∵点P(m,n)在抛物线上y=x2﹣2x﹣3,
∴P(m,m2﹣2m﹣3),
∴PQ=m﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m+3=﹣(m)2,
∵过P作x轴的垂线交直线l:y=x于点Q,
∴Q(m,m),
设点P到直线y=x的距离为h,
∵直线y=x是一三象限的角平分线,
∴PQh,
∴当P点到直线l:y=x的距离最大时,PQ取得最大值,
∴当m时,PQ有最大值,
∴当P点到直线l:y=x的距离最大时,m的值为.
②∵抛物线与y轴交于点C,
∴x=0时,y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
∵OC∥PQ,且以点O、C、P、Q为顶点的四边形是菱形,
∴PQ=OC,
又∵OC=3,PQ=|﹣m2+3m+3|,
∴3=|﹣m2+3m+3|,
解得:m1=0,m2=3,m3,m4,
当m1=0时,PQ与OC重合,菱形不成立,舍去;
当m2=3时,P(3,0),Q(3,3),
此时,四边形OCPQ是平行四边形,OQ,
∴OQ≠OC,平行四边形OCPQ不是菱形,舍去;
当m3时,Q(,),
此时,四边形OCQP是平行四边形,OQ,
∴CQ≠OC,平行四边形OCPQ不是菱形,舍去;
当m4时,Q(,),
此时,四边形OCQP是平行四边形,OQ,
∴OQ≠OC,平行四边形OCPQ不是菱形,舍去;
综上所述:不存在m,使得以点O、C、P、Q为顶点的四边形是菱形.
5.【解答】解:(1)当x=0时,y=4,
∴C (0,4),
当y=0时,x+4=0,
∴x=﹣3,
∴A (﹣3,0),
∵对称轴为直线x=﹣1,
∴B(1,0),
∴设抛物线的表达式:y=a(x﹣1) (x+3),
∴4=﹣3a,
∴a,
∴抛物线的表达式为:y(x﹣1) (x+3)x2x+4;
(2)如图1,
作DF⊥AB于F,交AC于E,
∴D(m,m+4),E(m,m+4),
∴DEm+4﹣(m+4)m2﹣4m,
∴S△ADCOA (m2﹣4m)=﹣2m2﹣6m,
∵S△ABC8,
∴S=﹣2m2﹣6m+8=﹣2(m)2,
∴当m时,S最大,
当m时,y5,
∴D(,5);
(3)存在点P和点Q,使以点A,C,P,Q为顶点的四边形是以AC为对角线的菱形,理由如下:
设P(﹣1,n),
∵以A,C,P,Q为顶点的四边形是以AC为对角线的菱形,
∴PA=PC,
即:PA2=PC2,
∴(﹣1+3)2+n2=1+(n﹣4)2,
∴n,
∴P(﹣1,),
∵xP+xQ=xA+xC,yP+yQ=yA+yC
∴xQ=﹣3﹣(﹣1)=﹣2,yQ=4,
∴Q(﹣2,).
6.【解答】解:(1)∵抛物线对称轴是直线x=﹣1,点B的坐标为(1,0),
∴点A的坐标为(﹣3,0),
∴二次函数解析式为y=(x﹣1)(x+3)=x2+2x﹣3;
(2)连接ON,如图:
设P(m,0),则N(m,m2+2m﹣3),
在y=x2+2x﹣3中,令x=0得y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
∴OC=3,
∴S四边形ABCN=S△AON+S△BOC+S△CON
3(﹣m2﹣2m+3)1×33(﹣m)
m2m+6
(m)2,
∵0,
∴当m时,S四边形ABCN取最大值,
此时P(,0);
∴四边形ABCN面积的最大值是,此时点P的坐标为(,0);
(3)在y轴上存在点Q,使以M、N、C、Q为顶点的四边形是菱形,理由如下:
由A(﹣3,0),C(0,﹣3)得直线AC解析式为y=﹣x﹣3,
设Q(0,t),P(n,0),则M(n,﹣n﹣3),N(n,n2+2n﹣3),
∵MN∥CQ,
∴当M、N、C、Q为顶点的四边形是菱形时,MN,CQ是一组对边;
①当MC,NQ为对角线时,MC,NQ的中点重合,且CN=CQ,
∴,
解得(此时M,N与C重合,舍去)或;
∴Q(0,﹣1);
②当MQ,CN为对角线时,MQ,CN的中点重合,且CQ=CM,
∴,
解得(舍去)或或,
∴Q(0,﹣1﹣3)或(0,﹣1+3);
综上所述,Q的坐标为(0,﹣1)或(0,﹣1﹣3)或(0,﹣1+3).
7.【解答】解:(1)由题意得:,
解得:,
则抛物线的表达式为:yx2x+2;
(2)令yx2x+2=0,
解得:x=4或﹣1,即点B(4,0),
∵PE∥y轴,则∠PED=∠OCB,
则tan∠PED=tan∠OCB=2,则sin∠PED,cos∠PED,
由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为:yx+2,
则PEx2x+2x﹣2(x﹣2)2+2≤2,
即PE的最大值为2,此时,点P(2,3),
则△PDE周长的最大值=PE(1+sin∠PED+cos∠PED)=(1)PE,
即△PDE周长的最大值为,点P(2,3);
(3)抛物线沿射线CB方向平移个单位长度,相当于向右平移2个单位向下平移1个单位,
则平移后抛物线的对称轴为x,
设点M(,m),点N(s,t),
由点A、P的坐标得,AP2=18,
当AP是对角线时,由中点坐标公式和AM=AN得:
,解得:,
即点N的坐标为:(,);
当AM或AN是对角线时,由中点坐标公式和AN=AP或AM=AP得:
或,
解得:(不合题意的值已舍去),
即点N的坐标为:(,);
综上,点N的坐标为:(,)或(,)或(,).
8.【解答】解:(1)∵对称轴是直线x=2,
∴2,
解得b=﹣4,
∴y=x2﹣4x+c,
将点A代入y=x2﹣4x+c,可得c=2,
∴函数的解析式为y=x2﹣4x+2,
当x=2时,y=﹣2,
∴顶点M(2,﹣2);
(2)设直线BC所在的直线为y=m,
当x2﹣4x+2=m时,xB+xC=4,xB xC=2﹣m,
∴|xB﹣xC|=2,
∵M(2,﹣2),
∴M点到直线BC的距离为m+2,
∵△BCM是等边三角形,
∴|xB﹣xC|(m+2),即(m+2),
解得m=1或m=﹣2(舍),
∴三角形的边长为2;
(3)存在点F,使以点A,D,E,F为顶点的四边形为菱形,理由如下:
设E(2,t),F(x,y),
①当AD为菱形对角线时,AE=DE,
,
解得,
∴F(﹣1,0);
②当AE为菱形对角线时,AD=DE,
∴,
解得或(舍),
∴F(1,5);
③当AF为菱形对角线时,AE=AD,
∴,
解得或,
∴F(3,﹣1)或(3,﹣1);
综上所述:F点坐标为(﹣1,0)或(1,5)或(3,﹣1)或(3,﹣1).
9.【解答】解:(1)∵A(﹣3,0),B(1,0)两点在抛物线上,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)令x=0,y=3,
∴C(0,3),
等腰△ACD,如图甲,
当以点D为顶点时,DA=DC,点D与原点O重合,
∴D(0,0);
当以点A为顶点时,AC=AD,AO是等腰△ACD中线,
∴OC=OD,
∴D(0,﹣3);
当以点C为顶点时,AC=CD3,
∴点D的纵坐标为3﹣3或33,
∴D(0,3﹣3)或(0,33);
综上所述,点D的坐标为(0,0)或(0,﹣3)或(0,3﹣3)或(0,33);
(3)存在,理由如下:
抛物线y=﹣x2﹣2x+3的对称轴为:x=﹣1,
设P(﹣1,t),Q(m,n),
∵A(﹣3,0),C(0,3),
则AC2=(﹣3)2+32=18,
AP2=(﹣1+3)2+t2=t2+4,
PC2=(﹣1)2+(t﹣3)2=t2﹣6t+10,
∵四边形ACPQ是菱形,
∴分三种情况:以AP为对角线或以AC为对角线或以CP为对角线,
①当以AP为对角线时,则CP=CA,如图1,
∴t2﹣6t+10=18,
解得:t=3±,
∴P1(﹣1,3),P2(﹣1,3),
∵四边形ACPQ是菱形,
∴AP与CQ互相垂直平分,即AP与CQ的中点重合,
当P1(﹣1,3)时,
∴,,
解得:m=﹣4,n,
∴Q1(﹣4,),
当P2(﹣1,3)时,
∴,,
解得:m=﹣4,n,
∴Q2(﹣4,);
②以AC为对角线时,则PC=AP,如图2,
∴t2﹣6t+10=t2+4,
解得:t=1,
∴P3(﹣1,1),
∵四边形APCQ是菱形,
∴AC与PQ互相垂直平分,即AC与PQ中点重合,
∴,,
解得:m=﹣2,n=2,
∴Q3(﹣2,2);
③当以CP为对角线时,则AP=AC,如图3,
∴t2+4=18,
解得:t=±,
∴P4(﹣1,),P5(﹣1,),
∵四边形ACQP是菱形,
∴AQ与CP互相垂直平分,即AQ与CP的中点重合,
∴,,
解得:m=2,n=3±,
∴Q4(2,3),Q5(2,3);
综上所述,符合条件的点P、Q的坐标为:P(﹣1,3),Q(﹣4,)或P(﹣1,3),Q(﹣4,)或P(﹣1,1),Q(﹣2,2)或P(﹣1,),Q(2,3)或P(﹣1,),Q(2,3).
10.【解答】解:(1)∵抛物线yx2+bx+c过点A(﹣1,0)和点C(0,3),
∴,
∴,
∴抛物线的表达式yx2+2x+3.
(2)设抛物线的对称轴与x轴交于点M,过点E作EN⊥x轴于点N,如图.
设E(x,x2+2x+3),
∴BN=3﹣x,MN=x﹣1,
∴S四边形ODEB=S△ODM+S梯形DMNE+S△ENB1×4(4x2+2x+3)(x﹣1)(x2+2x+3)(3﹣x)x2+4x+3,
∵四边形ODEB的面积为7,
∴x2+4x+37,
∴x2﹣4x+4=0,
∴x1=x2=2,
∴E(2,3).
(3)存在点G,使以点E,F,G,H为顶点的四边形是菱形,且∠EFG=60°,满足条件G的坐标为(,)或(,).理由如下:
如图,连接CG,DG,
∵四边形EFGH是菱形,且∠EFG=60°,
∴△EFG是等边三角形,
∴△DCE是等边三角形,
∴△CEG≌△DEF,
∴∠ECG=∠EDF=30°,
∴直线CG的表达式为yx+3,
∴,
∴G(,);
如图,连接CG、DG、CF,
∵四边形EFGH是菱形,且∠EFG=60°,
∴△EFG是等边三角形,
∴△DCE是等边三角形,
∴△DGE≌△CFE,
∴DG=CF,
∴CF=FE,GE=FE,
∴DG=GE,
∴△CDG≌△CEG,
∴∠DCG=∠ECG=30°,
∴直线CG的表达式为yx+3,
∴,
∴G(,),
综上,G(,)或(,).
11.【解答】解:(1)抛物线y=﹣x2+2x+3,
令x=0,则y=3,
令y=0,则0=﹣x2+2x+3,解得x=3或﹣1,
∴A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),
∵直线y=kx+b经过点B、C,
∴,解得,
∴直线BC的函数表达式为y=﹣x+3;
(2)过点P作PF∥y轴交BC于点F,过点E作EH⊥PF于点H,
设P(m,﹣m2+2m+3),则F(m,﹣m+3),
∴PF=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m,
∵B(3,0),C(0,3),
∴OB=OC,
∴∠OCB=45°,
∵PF∥y轴,
∴∠EFP=∠OCB=45°,
∵PE⊥BC,
∴△PEF是等腰直角三角形,
∵EH⊥PF,
∴EH=PH=FHPF)m2m,
∴E(m2m,m2m+3),
∴S△BOE3×(m2m+3)(m)2,
∴△BOE面积的最大值为,此时点P的坐标为(,);
(3)∵A(﹣1,0),C(0,3),
∴AC,
∴将抛物线沿着射线CA方向平移2个单位得到新抛物线y′,即将抛物线向左平移2个单位长度,向下平移6个单位长度,
∵抛物线y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴新抛物线y′=﹣(x﹣1+)2+4﹣6=﹣(x+1)2﹣2,
解方程组得,
∴M(,),新抛物线y′的对称轴为直线x=﹣1,
设Q(﹣1,n),
∴MQ2=(1)2+(n)2=n2n,
PQ2=(1)2+(n)2=n2n,
PM2=()2+()2=40,
①当MQ=PQ时,n2nn2n,
∴n,
∴Q(﹣1,),
∵点P的坐标为(,),
∴点N的坐标为(0,);
②当MQ=PM时,n2n40,
∴n,
∴Q(﹣1,)或(﹣1,),
∵点P的坐标为(,),
∴点N的坐标为(1,)或(1,);
综上,点N的坐标为(0,)或(1,)或(1,).
12.【解答】解:(1)将B(3,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,
得,
解得,
∴二次函数的解析式为y=﹣x2+2x+3.
答:二次函数的解析式为y=﹣x2+2x+3.
(2)如图,过点P作y轴的平行线与BC交于点Q,
设P(x,﹣x2+2x+3),直线BC的解析式为y=mx+n,
则,
解得,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,
则Q(x,﹣x+3),
∴,
当x时,△CPB的面积最大,
此时,点P的坐标为(),△CPB的面积的最大值为.
(3)存在.
如图,设点P(x,﹣x2+2x+3),PP′交CO于点E,
若四边形POP′C是菱形,则OP=PC,
连接PP′,则PE⊥OC,OE=CE,
∴,
解得,(不合题意,舍去),
∴P().
13.【解答】解:(1)在 中,
令x=0得 ,
令 y=0 得 x=3,
∴A(3,0),;
(2)∵二次函数yx2+bx+c图象过A、B两点,
∴,
解得,
∴二次函数解析式为yx2x;
(3)存在,理由如下:
由二次函数yx2x可得其对称轴为直线x1,
设P(1,m),Q(n,n2n),而B(0,),
∵C与B关于直线x=1对称,
∴C(2,),
①BP、CQ为对角线时,如图:
同理BP、CQ中点重合,可得,
解得,
∴当P(1,0),Q(﹣1,0)时,四边形BCPQ是平行四边形,
由P(1,0),B(0,),C(2,)可得BC2=4=PC2,
∴四边形BCPQ是菱形,
∴此时Q(﹣1,0);
②以BQ、CP为对角线,如图:
BQ、CP中点重合,可得,
解得,
∴P(1,0),Q(3,0)时,四边形BCQP是平行四边形,
由P(1,0),B(0,),C(2,)可得BC2=4=PC2,
∴四边形BCQP是菱形,
∴此时Q(3,0);
综上所述,Q的坐标为:(﹣1,0)或(3,0).
14.【解答】解:(1)当y=0时,0,
解得x=﹣2或x=8,
∴A(﹣2,0),B(8,0),
当x=0时,y=6,
∴C(0,6),
设直线AC的解析式为y=kx+6,
∴﹣2k+6=0,
解得k=3,
∴直线AC的解析式为y=3x+6,
设直线BC的解析式为y=k'x+6,
∴8k'+6=0,
解得k',
∴直线BC的解析式为yx+6;
(2)∵(x﹣3)2,
∴抛物线的对称轴为直线x=3,
∴E(3,),
平移后的直线解析式为yx+6﹣n,
∴D(3,n),
∴CD2=9+(n)2,BD2=25+(n)2,BC2=100,
∵△CDB是以BC为斜边的直角三角形,
∴100=9+(n)2+25+(n)2,
解得n或n(舍);
(3)存在点P,使以点D,E,F,P为顶点的四边形是菱形,理由如下:
∵直线BC的解析式为yx+6,
∴直线BC平移后的函数解析式为yx+6﹣n,
当3x+6x+6﹣n时,解得xn,
∴F(n,n+6),
∵抛物线的对称轴为直线x=3,
∴D(3,n),
当EF、FD为邻边时,ED与FP为菱形的对角线,
∴ED⊥FP,
∴FP∥x轴,
∴P(6n,n+6),
∵ED的中点的纵坐标与FP中点的纵坐标相同,
∴nn+6,
解得n,
∴P(8,0);
当EF为菱形的对角线时,FP∥ED,
∴P(n,n+6),
∵PE=ED=n,
∴E点向左平移n个单位,向上平移n个单位得到P点,
∴P(3n,n),
∵P点在直线BC上,
∴n=3n,
解得n,
∴P(,);
综上所述:P点坐标为(8,0)或(,).
15.【解答】解:(1)设B(xB,yB),
将A(﹣1,0),C(0,2)代入yx2+bx+c中,
得:,
解得:,
∴抛物线的表达式为:yx2x+2,
∵点B在x轴上,
∴yB=0,
将yB=0代入yx2x+2中,得:xB2xB+2=0,
解得:xB1=4,xB2=﹣1(不符合题意,舍去),
∴B(4,0);
(2)由题意知,点E位于y轴右侧,作EG∥y轴交BC于点G,
∴CD∥EG,
∴,
∵直线y=kx+1与y轴交于点D,
∴D(0,1),
∴CD=2﹣1=1,
∴EG,
设直线BC的解析式为y=mx+n(m≠0),
将B(4,0),C(0,2)代入,得:,
解得:,
∴直线BC的解析式为yx+2,
设点E(t,t2t+2),则G(t,t+2),且0<t<4,
∴EG=(t2t+2)﹣(t+2)t2+2t(t﹣2)2+2,
∴(t﹣2)2+2,
∵0,
∴当t=2时,的值最大,最大值为2,此时点E的坐标为(2,3);
(3)存在点M和点N,使得以点B、D、M、N为顶点的四边形是菱形.
设直线DE的解析式为y=kx+b,将D(0,1),E(2,3)代入,
得:,
解得:,
∴直线DE的解析式为y=x+1,
设M(n,n+1),
∵B(4,0),D(0,1),
∴BM2=(4﹣n)2+(0﹣n﹣1)2=2n2﹣6n+17,
DM2=(0﹣n)2+(1﹣n﹣1)2=2n2,
BD2=42+12=17,
∵以点B、D、M、N为顶点的四边形是菱形,
∴分两种情况:BD为边时或BD为对角线,
①当BD为边时,MN=DM=BD(如图2)或MN=BM=BD(如图3),
∴DM2=BD2=17或BM2=BD2=17,即2n2=17或2n2﹣6n+17=17,
解得:n=±或n=0(舍去)或n=3,
∴M(,)或M(,)或M(3,4),
②如图4,当BD为对角线时,设BD的中点为Q,则Q(2,),
∵四边形BMDN是菱形,
∴MN⊥BD,QB=QDBD,
∴QD2+QM2=DM2,
∴(2﹣0)2+(1)2+(n﹣2)2+(n+1)2=2n2,
解得:n,
∴M(,),
综上所述,点M的坐标为(,)或(,)或(3,4)或(,).
16.【解答】解:(1)把A(﹣3,0),B(1,0)代入y=x2+bx+c中,得,
解得,
∴y=x2+2x﹣3.
(2)①设直线AC的表达式为y=kx+b,把A(﹣3,0),C(0,﹣3)代入y=kx+b′.得,
解得,
∴y=﹣x﹣3,
∵点P(m,0)是x轴上的一动点,且PM⊥x轴.
∴M(m,﹣m﹣3),N(m,m2+2m﹣3),
∴MN=(﹣m﹣3)﹣(m2+2m﹣3)=﹣m2﹣3m=﹣(m)2,
∵a=﹣1<0,
∴此函数有最大值.
又∵点P在线段OA上运动,且﹣30,
∴当m时,MN有最大值.
②如图2﹣1中,当点M在线段AC上,MN=MC,四边形MNQC是菱形时.
∵MN=﹣m2﹣3m,MCm,
∴﹣m2﹣3mm,
解得m=﹣3或0(舍弃)
∴MN=32,
∴CQ=MN=32,
∴OQ=31,
∴Q(0,﹣31).
如图2﹣2中,当MC是菱形的对角线时,四边形MNCQ是正方形,此时CN=MN=CQ=2,可得Q(0,﹣1).
如图2﹣3中,当点M在CA延长线上时,MN=CM,四边形MNQC是菱形时,
则有,m2+3mm,
解得m=﹣3或0(舍弃),
∴MN=CQ=32,
∴OQ=CQ﹣OC=31,
∴Q(0,31).
当点P在y轴的右侧时,显然MN>CM,此时满足条件的菱形不存在.
综上所述,满足条件的点Q的坐标为(0,﹣31)或(0,﹣1)或(0,31).
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